FOTOSINT ESIS SEBAGAI PROSES DASAR
MAKALAH
Intan Ratna Dewi A.
132 306 081
t owards midday, A, gs, phot ochemical quenching, and Ci decreased, and
non-phot ochemical quenching incr eased. In t he l at e af t er noon,
irradi ance, TL and VPD f el l , but despit et he rel at ivel y l arge increase in gs
and Ci, A remained l ow; however, it r ecovered overnight . The zero-N
t reat ment decreased t ot al -N cont ent of l eaves by 50% and A by c. 20%
(not signif icant ). Leaves of unshaded pl ant s receiving l east N had
signi f icant l y (P<0. 05) smal l er A and gr eat er t ot al sugar cont ent t han
shaded but wit h abundant N, A and sugars did not dif f er between shade
t reat ment s. Anal ysis of t he responses of A t o envi ronment int he morning
compared t o t he af t ernoon, and of chl orophyl l f l uorescence, suggest s
t hat A was phot oinhibit ed as a consequence of great l y incr eased PAR,
whil st decreasing gs (rel at ed t o changes i n PAR,VPD and TL) caused Ci t o
f al l . End-product i nhibit ion of A is not consist ent wit h decr eased Ci.
Inhibit ion of A as a r esul t of phot oinhibit i on was minimized, but not
el iminat ed, by abundant N. Int er act ions bet ween f act ors r egul at ing A in
t ea are discussed.
Key words: Camel l i a si nensi s (L. ) O. Kunt ze, chl orophyl l a f l uorescence,
hari dan kl orof il f l ouresencen, memberi kesan bahw a A dirint angi
cahaya sebagai konsekuensi dari meni ngkat nya PAR dal am j uml ah besar ,
penurunan gs (dihubungkan dengan pAR, VPD, dan Ti) menyebabkan Ci
t urun. Ri nt angan hasil akhir dari A t idak konsist en dengan penur unan
Ci. Rint angan A sebagai hasil dari f ot oinhibisi diminimal isir , tet api t idak
dikurangi, mel al ui kel ebihan N.
III. PEMBAHASAN
mempert imbangkan apa yang membat asi produksi bahan ker ing
(Hadf iel d, 1968; Carr dan St ephens, 1992). Ini bergant ung pada t ot al
akumul asi bersi h dari asimil asi karbon (f ot osint esis dikurangi t ranspirasi )
dan akumul asi yang rel at if kecil dar i nut risi mineral ol eh t anaman sel am a
periode it u. Akumul asi bahan kering bergant ung pada kecepat an
f ot osint esi s per unit ar ea (A) dan pada bent uk daun t anaman, yang
bergant ung pada pot ensi bent uk t unas/ pucuk dan pada ket ersedi aan dar i
asimil at unt uk pert umbuhannya.
Bagi t anaman t eh, adanya daun-daun permanen sangat diperl ukan
unt uk menj amin produkt i vit as dan kel angsungan hidupnya(daun
pemel i har aan/ mai nt enance f ol i age/ mai nt enance l eaves. Daun
pemel iharaan ber fungsi sebagai mesin f ot osint esis yang menghasil kan
bahan organik unt uk pert umbuhan dan met abol isme t anaman. Tebal
t ipisnya daun pemel iharaan akan berpengaruh t erhadap pert umbuhan
daun yang t erl indung, dan menderit a kurang cahaya sehi ngga f ot osi nt esi s
t idak ef i sien. Daun-daun t ersebut akan seger a gugur apabil a hasi l
f ot osint esi snya t idak mencukupi kebut uhan hidup. Daun-daun t ua yang
menderit a kurang cahaya da pucuk yang t idak t erpet ik menghasil kan zat
penghambat t umbuh bagi pucuk dan menj adi sai ngan/ compet it or
hormon dari akar .
Daun merupakan organ f ot osi nt esis ut ama di dal am t umbuhan.
Gambar ini akan mengant ar anda unt uk mel ihat daun, kemudi an
penampang mel int ang sehel ai daun, kemudi an sebuah sel mesof il dan
akhir nya sebut ir kl oropl as, yait u suat u or ganel l a t empat f ot osi nt esi s
berl angsung. Pert ukar an gas ant ara j aringan mesof il daun dan at mosf er,
berl angsung mel al ui suat u porus mikroskopis yang disebut st oma
(j amaknya : st omat a), Kl oropl as, yang sebagian besar t erdapat pada
mesof il , dibat asi ol eh dua buah membran yang membungkus st roma,
yait u suat u f l uida yang kent al. Sist em membran t il akoid memisahkan
st roma dari ruang t il akoid. Til akoid t ersusun dal am suat u t umpukan yang
Gambar 1 Pusat Lokasi Fot osint esis pada Tumbuhan.
Sumber : Campbel l dan Reece, 2002 : 178
Kecepat an f ot osi nt esis A dit ent ukan ol eh karakt erist ik dari mesi n
f ot osint esi snya, mencakup kapasit as yang t idak t et ap t et api berubah
ol eh kondisi l ingkungan sel ama pert umbuhan. Juga, A bergant ung pada
kekuat an kondisi l ingkungan, sepert i i radiasi/ penyinaran, t emperat ur ,
dan ket er sediaan nut risi / unsur har a, sehingga A berubah secara har ian
dan musiman Karenanya, produkt i vit as adal ah f ungsi yang kompleks dar i
Produkt ivit as t eh yang rendah mungkin bisa dihubungkan dengan
ket idakcukupan produksi asimilat (“ t erbat asnya source” ) sebagai
kecepat an f ot osint esis (A) pada daun t anaman teh yang keci l
diabndingkan dengan t anaman t ropis l ai nnya, yang ber ada pada ki sar an
2-14 µmol m-2s-1 (Squi re, 1977; Robert dan Keys 1978; Smit h et al , 1993).
Fot osint esis pada t eh mendapat sedikit perhat ian daripada kemungki nan
besar proses f isiol ogis l ainnya unt uk memper baiki produksi Tanaman t eh
memil iki ket idakcukupan j uml ah pert umbuhan t unas (shoot ) dal am
menggunakan asimil at nya yang diproduksi mel al ui f ot osint esis, at au
ket er bat asan si nk(“ si nk l i mi t ed” ) (Tant on, 1982; Squi re 1985; Rahman,
1988). Ol eh karena it u pendapat dari Tant on (1982) menyat akan bahw a
perbaikan f ot osint esis t idak akan mengunt ungkan hasil , dan pot ensi
t umbuh dari organ mer upakan hal pert aman yang har us diperbaiki.
Kenyat aan bahw a f ot osint esis pada t anaman t eh menurun dengan
meningkat kan radi asi mat ahari, sehi ngga t empat t eduh mungkin
mengunt unkan produksi. Teh adal ah t anaman yang menyukai kondisi
t eduh (shade pl ant ). Int ensit as radiasi di anggap pent ing disebabkan
f ot oinhibisi (PI) (Smit h et al. , 1993). PI menur unkan kapasit as A pada
banyak t anaman (Baker dan Bowyer , 1994), t ermasuk kopi, yang
berl ebih dari kedudukan komponen f ot osint esi s. Energi berl ebi h
dit ent ukan ol eh keseimbangan ant ara energi yang dit angkap dan
digunakan dal am asimil asi CO2 dan f ot orespirasi at au ket idakt erat ur an
ol eh sikl us xant ophyl yang i rrever sibel (Baker dan Bowyer , 1994; Lawlor ,
2001). PI mungkin berl angsung dal am j angka wakt u pendek dan
reversibel at au j angka wakt u panj ang daan i reversibel , dan ini
berhubungan j uga t emperat ur daun dan unt uk memperbesar f l ux f ot on
ket ika el ekt ron t r ansport dal am menerima cukup t erbat as (Mel is, 1999).
Bil a dihubungkan dengan t eori f ot osist em, Fot osist em, adal ah unit
dari membran t il akoid, yang menangkap cahaya. Masing-masing
f ot osist em, merupakan sebuah kompl eks prot ein, dan macam-macam
mol ekul l ainnya, dan t ermasuk j uga sebuah ant ene, yang t erdiri dar i
beberapa rat us mol ekul pigmen. Ket i ka sebuah f ot on menyent uh sebuah
mol ekul pigmen, maka energinya dil int askan dari mol ekul sat u ke
mol ekul l ainnya sampai mencapai pusat reaksi. Pada pusat reaksi ,
el ekt ron t ereksit asi dari kl orof il pusat reaksi, dit angkap ol eh mol ekul
khusus, yang disebut aksept or el ekt ron primer (primary el ect ron
Gambar 3. Bagaimana suat u Fot osist em Menangkap Cahaya
Sumber : Campbel l dan Reece, 2002 : 185
Secara umum, kapasit as f ot osi nt esis t anaman t eh l ebih besar unt uk
pert umbuhan daun dal am keadaaan t er naungi/ t eduh dibandingkan
kondisi t ak t ernaungi (rahman, 1988): Penyebab dan mekanisme ini
bel um j el as (Carr dan St ephens, 1992). Temperat ur daun yang l ebih
dingin dan udara l embab berkorel asi dengan penurunan radi asi dan
mungkin berperan dal am kenaikan A.
dengan CO2 at mospher ic (Hadf iel d, 1976), dan A menurun secara cepa
l angsung muncul sebagai noda mat ahari+) menurunkan rat io R / FR
+) Radiasi l angsung kont i nyu merugi kan bagi t anaman l in-dung (shade
pl ant ). Int er val pendek t erang gel ap 1 s at au kurang, mengunt ungkan
reaksi gel ap berl angsung t unt as, karena it u aparat f ot osint esis
kembal i ke kapasit as penuh. Di al am daun-daun bayangan secar a
t et ap mengal ami perubahan i nt ensit as ant ar a sinar mat ahari l angsung
2. radi asi di f us
radiasi t eri nt ersepsi3. t ransmisi
t ransmisi menyebabkan per ubahan bukan saj a kerapat an f l uks,
t api j uga kual it asnya (dist r ibusi spekt ral nya), kar ena aksi berbagai
f igmen daun; hanya sedikit PAR yang dit r ansmisikan (± 1-20%),
t erut ama berkas hij au (520 nm), t erhadapa yang l ain opaque:
t ransmisi menur unkan rat io R / FR
4. ref l eksi
Kapasit as f ot osint esis dari daun bergant ung pada kar akt er istik dan
j uml ah dar i komponen mesi n f otosi nt esis, produksi bergant ung pada
ket ersediaan dari nut risi / unsur hara. Nit rogen pada umumnya sangat
pent ing, yang diperl ukan unt uk si nt esis komponaen sel ul er , mencakup
kl orof il (dan kemudian dihubungkan dengan penangkapan PAR f lux f ot on)
dan prot ein sepert i Rubisco (bert anggung j awab dal am asimil asi CO2) j adi
ini sangat pent ing dal am met abol isme f ot osint esis dan pert umbuhan
(Lawl or, 2001). Rubisco (RUBP Karboksil ase)ber kait an dengan proses
yang t erj adi dal am sikl us cal vin dal am f iksasi karbon menghasil kan dua
Gambar 4. Diagram Sikl us Cal vin
Sumber : Campbel l dan Reece, 2002 : 190
Ket erangan Gambar 4 :
Diagram i ni menel usuri at om karbon (bol a abu-abu) yang mengikut i sikl us
Cal vin. Ket iga f ase dar i sikl us Cal vin menj el askan f ase-f ase yang
dan enam mol ekul NADPH. Reaksi t erang mel anj ut kan si kl us Cal vi n dengan menghasil kan kembal i ATP dan NADPH.
Kait an ant ar a N secara t idak langsung dengan proses f ot osintesis,
def isi ensi N menurunkan baik kapasit as sour ce (sumber) maupun si nk
(pengguna), melal ui penurunan f ormasi komponen f ot osint esi s (dan
kemudian A) dan memendekkan masa hidup dari daun. Juga, j uml ah dan
ukur an organ menur un, membat asi kapasit as si nk unt uk penggunaan
asimil at j uga akumul asi karbohidrat , dan akan akan menunt un pada ar us
bal ik rint anga dar i A (f oosint esis) dan PI (phot oinhibit ion) (baker, dan
Bowyer 1994; Mel i s, 1999). Dal am hubungannya dengan pembent ukan
karbohidr at dal am proses f ot osint esi s, karbohidrat ini mer upakan hasil
kerj asama ant ara reaksi t erang dengan si kl us Cal vin sepert i t erl ihat
Gambar 5. Diagram Al ur Ikht isar Fot osint esis : Kerj asama ant ara Reaksi Terang dengan Sikl us Calvin.
Sumber : Campbel l dan Reece, 2002 : 180
Ket erangan Gambar : Di dal am kl oropl as, membran t ilakoid adal ah t empat berl angsungnya reaksi t erang; sedangkan siklus Calvin berl angsung di dal am st roma. Reaksi t erang menggunakan energi mat ahari unt uk membent uk ATP dan NADPH, yang masing-masing
berf ungsi sebagai energi kimia dan t enaga pereduksi di dal am sikl us
Cal vin. Sikl us Cal vin menggabungkan CO2 menj adi mol ekul organik, yang
Sedikit diket ahui mengenai hubungan ant ara ket ersedi aan N,
komposisi daun, kapsit as f ot osint esis dan kecepat an f ot osint esi s unt uk
t eh di l apangan. Penerapan pemupukan dengan N pada t anaman t eh
yang mengal ami def isiensi menaikkan kandungan N pada daun dan hasil
pet ikan t he secara signif i kan (Owuor et al , 1990). Karena al asan ini ,
pemupukan N mer upakan bagi an signi f ikan dal am biaya produksi t eh.
Banyak t anaman menderit a karena rint angan (inhibisi ) cukup besar
dal am kesimbangan kapasit as sink daripada kapasit as source sebagai
hasil dari def i siensi N dan kar enanya sedi kit unt uk bisa menggunakan
penangkapan r adiasi unt uk asimil asi CO2, dan j uga menderit a akibat
inhibisi at au r int angan dal am f ot osint esis, umumnya dibawah radiasi
mat ahari yang cukup kuat (Baker dan Bowyer , 1994).
Pada kopi, kecukupan dal am ketersedi aan N dapat menaikkan
pert umbuhan, f ot osi nt esis dan kandungan pigmen f ot oprot ekt i f , dan
menurunkan ker usakan akibat cahaya yang t inggi (Nunes et al ., 1993;
KESIMPULAN
Penyebaran Daun dal am r uang t aj uk yang sedemiki an
mengakibat kan kuant a cahaya yang dit eri ma set iap hel ai daun t idak
sama. Apabil a r uang t aj uk t ersebut dibagi ke dal am l apisan-l api san
penampang mel int ang, kuant a cahaya yang j at uh pada permukaan
penampang semakin sedikit semaki n r endah kedudukan penampang
t ersebut dal am bidang vert ical (mendekat i permukaan t anah). Ini adal ah
akibat pemadaman cahaya yang dil akukan l apisan t aj uk l ebih at as yang
membawa kepada l aj u f ot osint esis daun-daun pada l apisan t aj uk l ebi h
bawah yang semakin r endah. Karena f ot osi nt esis merupakan suat u proses
vit al dal am pert umbuhan t anaman dan penet rasi cahaya dal am t aj uk
menj adi masal ah unt uk t anaman yang hi dup dal am komunit i, maka
penget ahuan mengenai di st ribusi cahaya dal am t aj uk unt uk komunit i
quenching wit h a new t ype of modul at ion f l uoromet er. Phot osynt hesis Advances in Bot anical Research 26, 317–352.[ ISI]
Wullschleger SD. 1993. Biochemical l imit at i ons t o carbon assimil at ion i n C3 pl ant s: a ret rospect ive anal ysis of t he A/ Ci curves f rom 109 species.
